JPH0457619A - Discharge gap control device - Google Patents

Discharge gap control device

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Publication number
JPH0457619A
JPH0457619A JP16680290A JP16680290A JPH0457619A JP H0457619 A JPH0457619 A JP H0457619A JP 16680290 A JP16680290 A JP 16680290A JP 16680290 A JP16680290 A JP 16680290A JP H0457619 A JPH0457619 A JP H0457619A
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JP
Japan
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gap
discharge
control
machining
discharge gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP16680290A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Inoue
潔 井上
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INR Kenkyusho KK
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INR Kenkyusho KK
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Publication date
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PURPOSE:To maintain a stable discharge gap for a long time by providing a central processing unit for inferring and operating optimum output from a deviation and the time change rate thereof using the membership function of a memory device, and executing fuzzy inference for outputting an operation amount via the synthesis of each inference result. CONSTITUTION:The control of a discharge generation gap is made in such way that gap voltage or the like proportional to a discharge gap 3 is detected with a detector 5. Furthermore, a deviation resulting from the comparison of the detected voltage or the like with the reference voltage of a setting element 7 in a comparison operation circuit 6, and the time change rate E thereof proportional to a feed rate are computed, and inputted to a fuzzy control section 8 as a fuzzy amount. An operation amount inferred from the amount through a membership function is used to control a discharge gap or the drive control of a machining feed device 4. According to the aforesaid construction, the occurrence of overshoot or undershoot can be reduced, and gap control can be stably done in discharge machining or the like giving a very complicated fluctuation or behavior. In addition, it is possible to control the gap very strongly and stably against disturbance due to a chip or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電加工、ワイヤ放電加工、マイクロウェルデ
ィング、レーサー加工、クセノン放電等の対向する電極
間に放電を発生させ、その放電を利用して加工などを行
う装置で利用する放電間隙制御装置に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention generates electrical discharge between opposing electrodes in electrical discharge machining, wire electrical discharge machining, micro welding, racer processing, xenon discharge, etc., and utilizes the electrical discharge. This invention relates to a discharge gap control device used in equipment that performs machining.

〔従来技術問題点〕[Problems with conventional technology]

例えば、放電加工装置に於いては、被加工体に対して電
極をサーボ追従制御して放電間隙か常に一定となるよう
な制御か行われている。
For example, in an electric discharge machining apparatus, control is performed such that the electrode is servo-followed to the workpiece so that the discharge gap is always constant.

従来公知の電極のサーボ加工送り制御装置は、放電間隙
に比例する電圧、電流等の信号を検出し、これと予め設
定した基準値との差により直接サーボモータ等の加工送
り装置を制御することにより放電間隙を所定の最適値に
制御するよう構成されている。
Conventionally known electrode servo machining feed control devices detect signals such as voltage and current that are proportional to the discharge gap, and directly control a machining feed device such as a servo motor based on the difference between this signal and a preset reference value. The discharge gap is controlled to a predetermined optimum value.

〔発明により解決しようとする課題〕[Problems to be solved by invention]

然しなから、放電間隙には加工によって発生する加工屑
・ガス等か介在し、この加工屑の挙動等によって間隙の
検出信号か変動し、この変動に対応してサーボモータの
駆動制御が行なわれるため、このような方法では、長時
間にわたって所定の安定した間隙を維持することか出来
ない。
However, machining debris, gas, etc. generated during machining are present in the discharge gap, and the gap detection signal fluctuates depending on the behavior of this machining debris, and the servo motor drive control is performed in response to this fluctuation. Therefore, with this method, it is not possible to maintain a predetermined stable gap for a long period of time.

サーボの送り過ぎにより間隙が一定値より狭まればアー
ク放電か発生し易くなり、安定した加工かできなくなる
ので、サーボ制御の基準電圧は一般に高めに設定し、常
に安全域で作業するようにしているが、基準電圧を高く
設定すれば、放電間隙か広がり、そのため放電の発生率
か低下し、加工能率、即ち、加工送り速度か低下して、
加工所要時間か長くなるという問題か生しる。
If the gap narrows below a certain value due to overfeeding of the servo, arc discharge will easily occur and stable machining will not be possible, so the reference voltage for servo control should generally be set high and always work within the safe range. However, if the reference voltage is set high, the discharge gap will widen, resulting in a decrease in the rate of occurrence of discharge, and a decrease in machining efficiency, that is, machining feed rate.
This may lead to the problem of longer processing time.

本発明の目的とするところは、このような問題のある間
隙制御装置を改良し、長時間にわたって安定した間隙を
維持てきる新規な制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the gap control device having such problems and to provide a new control device that can maintain a stable gap over a long period of time.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の本発明の目的は、 放電間隙の状態を検出する検出装置、 その検出装置の検出信号を設定基準値と比較して偏差E
とその時間的変化率ΔEとを算出する比較演算回路、並
びに、 上記偏差Eとその時間的変化率ΔE、並びに出力U変数
のために設定した所要量のファジィルール、メンバシッ
プ関数及び演算プログラム等を書き込んだ記憶装置と、
上記記憶装置のメンバシップ関数を用いて入力EとΔE
から最適出力Uを各々推論演算し各推論の結果を合成し
て操作量を出力するファジィ推論を実行する中央処理装
置と、上記中央処理装置の出力を上記放電間隙制御の加
工送り装置に供給するインターフェースとから成るファ
ジィ制御回路部とを具備する放電間隙制御装置により達
成される。
The object of the present invention is to provide a detection device for detecting the state of the discharge gap, and to compare the detection signal of the detection device with a set reference value to detect the deviation E.
and its temporal change rate ΔE, as well as the required amount of fuzzy rules, membership functions, calculation programs, etc. set for the above deviation E and its temporal change rate ΔE, and the output U variable. a storage device written with
Input E and ΔE using the membership function of the storage device above.
a central processing unit that executes fuzzy inference that calculates the optimal output U from each inference, synthesizes the results of each inference, and outputs a manipulated variable, and supplies the output of the central processing unit to the machining feed device for controlling the discharge gap. This is achieved by means of a discharge gap control device comprising a fuzzy control circuit comprising an interface.

〔作用〕[Effect]

本発明は、放電発生間隙の制御を、放電間隙に比例する
間隙電圧等を検出し、これを基準電圧と比較した偏差E
と、送り速度に比例するその時間的変化率ΔEとを算出
すると共に、それらをあいまいな量として入力し、これ
をメンバシップ関数を用いファジィ推論して得た操作量
を以て放電間隙の制御を行なうようにしたから、従来の
フィールドバック制御に比較してオーバーシュート、ア
ンダーシュートか少なく、急速な設定値への収斂制御か
でき、極めて複雑な変化、挙動をする放電加工等の間隙
制御が安定に行なわれ、加工屑等に原因する外乱に対し
ても極めて強く、安定した制御か行なえるものである。
The present invention controls the discharge generation gap by detecting the gap voltage, etc., which is proportional to the discharge gap, and comparing this with a reference voltage.
and its temporal rate of change ΔE, which is proportional to the feed speed, are input as ambiguous quantities, and the discharge gap is controlled using the manipulated variable obtained by fuzzy inference using the membership function. Because of this, compared to conventional feedback control, there are fewer overshoots and undershoots, and rapid convergence control to the set value is possible, making gap control such as electrical discharge machining, which has extremely complex changes and behaviors, stable. It is extremely resistant to disturbances caused by machining debris, etc., and can perform stable control.

従って、本発明によれば、放電加工、マイクロウェルデ
ィングの溶着加工、レーサー加工等を高精度、高速度で
安全確実に行なえるようになる。
Therefore, according to the present invention, electric discharge machining, micro welding welding, racer machining, etc. can be performed safely and reliably with high precision and high speed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の一実施例に就いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明に係る放電間隙制御装置を具えた放電
加工装置の構成図、第2図はメモリに設定したメンバシ
ップ関数の一例を示すグラフ、第3図はファジィ推論の
説明図、第4図は推論結果の合成出力の説明図、第5図
はメンバシップ関数を離散値で書き込んだ図表、第6図
は第1図に不しだ放電加工装置の変更例を示す構成図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an electric discharge machining apparatus equipped with a discharge gap control device according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing an example of membership functions set in memory, and FIG. 3 is an explanatory diagram of fuzzy inference. Figure 4 is an explanatory diagram of the combined output of the inference results, Figure 5 is a diagram in which membership functions are written as discrete values, and Figure 6 is a configuration diagram showing an example of modification of the Fushida electrical discharge machining equipment to Figure 1. be.

而して、第1図中、lは電極、2は被加工体、3は電極
1と被加工体2の間に形成される放電間隙、4は例えば
サーボモータなどの加工送り装置、5は放電間隙の平均
電圧を検出する検出器、6は検出信号電圧と予め設定し
た基準電圧とを比較し、その偏差値E及び更にその時間
的変化率ΔE、即ち1サンプリング周期の間での偏差の
変化分を求める比較演算回路、7は基準電圧設定器、8
はファジィ制例部、9は増幅波形成形回路である。
In FIG. 1, l is an electrode, 2 is a workpiece, 3 is a discharge gap formed between the electrode 1 and the workpiece 2, 4 is a machining feed device such as a servo motor, and 5 is a workpiece. A detector 6 for detecting the average voltage of the discharge gap compares the detection signal voltage with a preset reference voltage, and calculates the deviation value E and its temporal change rate ΔE, that is, the deviation during one sampling period. Comparison calculation circuit for calculating the amount of change, 7 is a reference voltage setting device, 8
9 is a fuzzy control section, and 9 is an amplification waveform shaping circuit.

電極lと被加工体の間には、図示されていない公知の加
工用電源よりパルスか供給され、電極1か被加工体2に
向かって加工送りされ、これにより両者間にパルス放電
か発生し、電極1により被加工体2の放電加工か行なわ
れる。
Pulses are supplied between the electrode 1 and the workpiece from a known machining power source (not shown), and the machining is fed toward the electrode 1 or the workpiece 2, thereby generating a pulse discharge between the two. , electrical discharge machining of the workpiece 2 is performed by the electrode 1.

検出電圧は間隙の平均電圧であって、間隙に比例する。The detection voltage is the average voltage across the gap and is proportional to the gap.

基準電圧設定器7には、最適放電間隙に相当する基準電
圧値を設定し、比較演算回路6により、検出信号の偏差
Eを算出し、ファジィ推論のあいまいな量として出力す
る。
A reference voltage value corresponding to the optimum discharge gap is set in the reference voltage setter 7, and the comparison calculation circuit 6 calculates the deviation E of the detection signal and outputs it as an ambiguous quantity for fuzzy inference.

又、同じく比較演算回路6により、偏差Eの経時的変化
率ΔEを求める。
Similarly, the comparison calculation circuit 6 determines the rate of change over time ΔE of the deviation E.

この変化率ΔEは送りの速度に対応CI  ものである
が、この変化率ΔEもあいまいな量として出力される。
This rate of change ΔE corresponds to the feed speed, but this rate of change ΔE is also output as an ambiguous quantity.

これら比較演算回路6からの偏差E及び変化率ΔEをフ
ァジィ制御部8に入力する。
The deviation E and rate of change ΔE from the comparison calculation circuit 6 are input to the fuzzy control section 8.

ファジィ制御部8は、CPU (中央処理装置)61、
メモリ62、インターフェース63.64.65などか
ら成る。比較演算回路6としては、例えば、8ビツトの
ワンチップマイコン等が使用できる。
The fuzzy control unit 8 includes a CPU (central processing unit) 61,
It consists of a memory 62, interfaces 63, 64, 65, etc. As the comparison calculation circuit 6, for example, an 8-bit one-chip microcomputer or the like can be used.

メモリにはファジィルールやメンバシップ関数、推論演
算といったファジィ制御用のプログラムや演算に必要な
データか含まれている。
The memory contains data necessary for fuzzy control programs and operations such as fuzzy rules, membership functions, and inference operations.

放電間隙制御のファジィルールとしてはつぎのルールか
設定される。
The following rules are set as fuzzy rules for discharge gap control.

Aは間隙か十人、Bは土中、Cは土手、Dは所定値、E
は一小、Fは一中、Gは一大と設定され、各々に対する
操作量の変化分は、 A→間隙を狭める方向に大きく速く B−間隙を狭める方向に中程度に中程度の速度C→間隙
を狭める方向に小さく遅く D→そのまま停止 E+間隙を広げる方向に小さく遅く F→間隙を広げる方向に中程度に中程度の速度G→間隙
を広げる方向に大きく速く のように定められる。
A is a gap or ten people, B is underground, C is a bank, D is a predetermined value, E
is set to one small, F is set to one medium, and G is set to one large, and the change in the operation amount for each is A → Large and fast in the direction of narrowing the gap B - Medium speed C to medium in the direction of narrowing the gap → Small and slow speed in the direction of narrowing the gap D → Stop as it is E + Small and slow speed in the direction of widening the gap F → Medium speed G in the direction of widening the gap → Large and fast speed in the direction of widening the gap.

メンバシップ関数としては、第2図に示したような連続
的な値を有する三角型を用い、基準電圧±30Vの範囲
で関数を設けた。
As the membership function, a triangular type having continuous values as shown in FIG. 2 was used, and the function was provided in the range of ±30V of the reference voltage.

即ち、図示するように三角の中心がAは+30V、Bは
一30V、中心のDはOvの関数を設定し、7個の三角
形が少しづつ重なったものか採用された。
That is, as shown in the figure, the triangular center A is set to +30V, B is set to -30V, and the center D is set to a function of Ov, and seven triangles slightly overlapping each other were adopted.

入力値EとΔEとを用いて最適な出力値Uを求める制御
ルールには次のルールを使う。
The following rule is used as a control rule for finding the optimal output value U using input values E and ΔE.

R+  ; xf E Is A andΔE is 
A then U is間隙を狭める方向に太き(速く R49;if E is G andΔE is G 
then U is間隙を広げる方向に太き(速く ここでAは間隙か非常に広かった状態を示し、Gは逆に
間隙が非常に狭まった状態を示し、Eか正に大きくΔE
が正に非常に大きければ、Uを間隙を狭める方向に大き
く速く操作せよというルールになる。
R+; xf E Is A andΔE is
A then U is thicker in the direction of narrowing the gap (faster R49; if E is G and ΔE is G
then U is thicker in the direction of widening the gap (quickly, here A indicates a state where the gap is very wide, G indicates a state where the gap is very narrow, and E is larger than ΔE)
If is very large, the rule is to operate U rapidly and greatly in the direction of narrowing the gap.

制御ルールはE1ΔEの二つの入力値がそれぞれ7個の
ファジィ集合をもつので、7×7通りのルールが出来る
Since each of the two input values of E1ΔE has 7 fuzzy sets, 7×7 rules can be created for the control rule.

放電間隙電圧を検出器5によって検出し、その検出信号
を比較演算回路6て、設定基準値と比較し、偏差E及び
その変化率ΔEを算出する。
The discharge gap voltage is detected by the detector 5, and the detected signal is compared with a set reference value by the comparison calculation circuit 6 to calculate the deviation E and its rate of change ΔE.

このE及びΔEあいまいな量としてファジィ制御部8に
入力しファジィ推論する。
These E and ΔE are input as ambiguous quantities to the fuzzy control unit 8 for fuzzy inference.

インターフェース83.84を通して入力した情tKは
、−旦CPU81内部のアキュムレータに貯えられ、こ
のアキュムレータの内容に基づいてファジィ推論の演算
処理か行われる。
The information tK input through the interfaces 83 and 84 is stored in an accumulator inside the CPU 81, and fuzzy inference calculation processing is performed based on the contents of this accumulator.

今、 E=E。now, E=E.

ΔE=ΔE。ΔE=ΔE.

とすると、推論は先ずグレードを求めることから始めら
れる。
Then, inference can be started by finding the grade.

前件部のグレードは、ルール中にandがあるためEと
ΔEの小さいほうのグレードをとる。
The grade of the antecedent part is the smaller of E and ΔE because there is an and in the rule.

第3図において、ルールR1は小さい方のグレードがV
、の値だとすると、このVlを後件部の指定するUのフ
ァジィ集合の1っAに掛けるとファジィ集合V+xAが
得られる。
In Figure 3, rule R1 has a smaller grade of V.
, then by multiplying this Vl by 1A of the fuzzy set of U specified by the consequent part, the fuzzy set V+xA is obtained.

又、ルールR2に於て、グレードがV2とすると、ファ
ジィ集合V2 XAか得られる。
Also, in rule R2, if the grade is V2, a fuzzy set V2 XA is obtained.

この場合、グレードの小さいほうを採用し安全係数をと
ると、安全な制御を行なうことかできるわけて、このよ
うにしてEとΔEか属する全てのファジィ集合について
同様の計算をし、各ルールで得られる推論の結果を合成
して操作量Uを求める。
In this case, it is possible to perform safe control by adopting the smaller grade and taking the safety factor.In this way, similar calculations are made for all fuzzy sets to which E and ΔE belong, and each rule The obtained inference results are combined to obtain the manipulated variable U.

第4図は全ての場合を考慮し、各ルールの推論結果をも
とに作った和集合の重心をとり、出力する重心法により
操作量Uを求めるものである。
In FIG. 4, considering all cases, the center of gravity of the union created based on the inference results of each rule is taken, and the operation amount U is determined by the center of gravity method.

重心U、が推論結果となる。The center of gravity U is the inference result.

このようにしてファジィ推論して得られた操作量Uをイ
ンターフェース65を通して出力し、出力信号を増幅波
形成形回路9により所定の信号に変換し、サーボ制御装
置4に加えて間隙3の制御を行なう。
The manipulated variable U obtained through fuzzy reasoning in this way is outputted through the interface 65, and the output signal is converted into a predetermined signal by the amplified waveform shaping circuit 9, which is added to the servo control device 4 to control the gap 3. .

即ち、入力に対応してファジィ推論の演算処理を行ない
、ファジィ制御の操作信号を発生し、この指令信号によ
り間隙制御の駆動制御装置はパルス的又はアナログ制御
信号を加工送り装置4に加えて加工送りを制御し、これ
により放電間隙を急速に最適値に収斂させる。
That is, arithmetic processing of fuzzy inference is performed in response to the input, and an operation signal for fuzzy control is generated. Based on this command signal, the drive control device for gap control applies a pulsed or analog control signal to the processing feeder 4 and starts processing. The feed is controlled so that the discharge gap rapidly converges to the optimum value.

加工送り装置4は、パルスモータ、DCモータ或いは油
圧シリンダなどである。
The processing feed device 4 is a pulse motor, a DC motor, a hydraulic cylinder, or the like.

このように放電間隙の状態変化を常に検出しなから情報
をとり、入力するあいまいな量に対応する操作量Uをフ
ァジィ推論して、重みをつけた操作量出力して間隙制御
を行なうから、放電間隙に対して極めて急速な、応答性
の高い制御か行なわれる。
In this way, changes in the state of the discharge gap are constantly detected and information is obtained, fuzzy inference is made to the manipulated variable U corresponding to the ambiguous input value, and the weighted manipulated variable is output to perform gap control. Very rapid and responsive control of the discharge gap is achieved.

又、前記は放電加工の場合の放電間隙のサーボ制卸につ
いて説明したが、放電加工の場合、放電間隙に加工屑が
堆積したとき、電極を上下にレシプロ運動させ、そのポ
ンプ作用により放電間隙内の洗浄作業をする、所謂、電
極レシプロ運動が一般に行なわれているが、放電間隙の
放電状態を検出しながらファジィ推論によりこのレシプ
ロ制御を前記サーボ制御と組合わせて行なうことか出来
る。
In addition, the above explained the servo control of the discharge gap in the case of electric discharge machining, but in the case of electric discharge machining, when machining debris accumulates in the discharge gap, the electrode is moved reciprocally up and down, and the pumping action is used to control the inside of the discharge gap. A so-called electrode reciprocating motion is generally performed to perform the cleaning operation, but this reciprocating control can be performed in combination with the servo control using fuzzy reasoning while detecting the discharge state of the discharge gap.

また加工用電源から供給する加工パルス、加工液供給装
置から供給する加工液なとの制御も、上記の放電間隙の
制御と同様にして行なうことかできる。
Further, the machining pulses supplied from the machining power source and the machining fluid supplied from the machining fluid supply device can also be controlled in the same manner as the discharge gap control described above.

レーザー加工を伴う場合は、同様にして集光レンズの位
置制御、発振器の制御等を並行して実施する。
When laser processing is involved, the position control of the condenser lens, the control of the oscillator, etc. are similarly performed in parallel.

放電間隙の信号検出は、電圧に限らず、放電電流、間隙
インピーダンス、放電に伴って発生する音波、電磁波等
を検出してもよく、又これらのパラメータを複合して利
用してもよい。
Signal detection in the discharge gap is not limited to voltage, but may also detect discharge current, gap impedance, sound waves generated with discharge, electromagnetic waves, etc., or a combination of these parameters may be used.

尚、メンバシップ関数としては、連続的な値を持つもの
に釣鐘型・指数型などかあり、信号のチューニングを施
すことにより確率の高いものに修正することかできる。
Note that there are membership functions with continuous values, such as bell-shaped and exponential types, which can be modified to have a higher probability by tuning the signal.

又推論結果を合成して操作量Uを求めるのに、重心を求
めずに加重平均法を用いるのも有効である。
Furthermore, it is also effective to use the weighted average method without determining the center of gravity when combining the inference results to determine the manipulated variable U.

第5図は、メンバシップ関数を離散的な数値データとし
て書き込んだ表を示すもので、検出した電圧信号を基準
値と比較した偏差Eとその時間的変化率ΔEに対応して
、各々−大、−中、−小、0、土手、土中、十人の7個
のルールを定め、これを縦横分布表にして各々O軸で1
3個の制置ルールを設定し、他の領域の空欄の数値を中
心に向かって収斂するように順次設定したちのである。
Figure 5 shows a table in which the membership functions are written as discrete numerical data. , -Medium, -Small, 0, Bank, Dochu, and 10 people are defined, and these are made into a vertical and horizontal distribution table, each with 1 on the O axis.
Three constraint rules were set, and the blank values in other areas were set in sequence so that they converged toward the center.

このように49点程度の離散的な数値データをROMに
テーブルの形で書き込むようにする。
In this way, about 49 points of discrete numerical data are written in the ROM in the form of a table.

放電間隙の制御は、メモリした離散的データを使って最
適の操作量を推論し、選択された操作量の出力により加
工送り装置を制御すれば、より安定した間隙制御が可能
となる。
For controlling the discharge gap, more stable gap control can be achieved by inferring the optimal operation amount using the memorized discrete data and controlling the machining feed device based on the output of the selected operation amount.

検出信号を基準値と比較して、偏差値Eとその時間的変
化率ΔEを求め、これらをあいまいな量としてファジィ
制机部に入力し、ファジィ推論する。
The detected signal is compared with a reference value to obtain the deviation value E and its rate of change over time ΔE, and these are input as ambiguous quantities to the fuzzy controller for fuzzy inference.

第5図に示したテーブルで、偏差値E及びその時間的変
化率ΔEか各々対応する欄の交点に存在するデータか選
ばれる。
In the table shown in FIG. 5, the deviation value E and its temporal change rate ΔE are selected from data existing at the intersection of the corresponding columns.

この選択した離散値を前件部のファジィ推論のグレード
として、これに後件部て指′定するある変数を掛けると
推論の結果か得られる。
This selected discrete value is used as the fuzzy inference grade for the antecedent part, and by multiplying it by a certain variable specified in the consequent part, the inference result is obtained.

このようにして離散的データを使った推論は簡単であり
、更に数値データを多数入力しておくことにより、より
精緻で、より確率の高い推論かでき、そのようにして得
られた操作信号をインターフェースを通して出力し、加
工送り装置を制御することにより、更に一層安定した間
隙制御をすることかできる。
In this way, inference using discrete data is easy, and by inputting a large amount of numerical data, more precise and more probable inference can be made, and the operation signal obtained in this way can be By outputting through the interface and controlling the processing feed device, even more stable gap control can be achieved.

ファジィ推論の時間間隔は、通常放電加工の間隙制卸て
0.1ms〜数ms程度でよく、この程度の間隔でファ
ジィ推論を実行し、放電間隙制御サイクルを繰返すこと
により、長時間に渡り安定した間隙制御と加工を継続す
ることができる。
The time interval for fuzzy inference is usually about 0.1 ms to several ms when controlling the gap in electrical discharge machining, and by performing fuzzy inference at intervals of this order and repeating the discharge gap control cycle, the fuzzy inference can be stabilized over a long period of time. Gap control and machining can be continued.

次に、ワイヤカット放電加工に応用したファジィ制御の
一実施例に就いて説明する。
Next, an example of fuzzy control applied to wire-cut electrical discharge machining will be described.

ファジィコントローラーには市販品を用い、サンプリン
グ周波数(演算間隔)は0.3 m5ecで制御を行な
った。
A commercially available fuzzy controller was used, and control was performed at a sampling frequency (calculation interval) of 0.3 m5ec.

メンバシップ関数は基準電圧との差に於て±30Vの関
数を設けた。加工用のワイヤ電極には0.3世のBSワ
イヤを用い、厚さ0.5mnの鋼材の加工をした。加工
液には比抵抗が5X105Ω工の蒸留水を用いた。加工
形状は十字形の抜型て、 本発明装置により、ファジィ
推論による送り制御をしなから、加工速度140mm2
/画で加工を行なったところ、−回の断線もなく極めて
安定した加工ができた。
As the membership function, a function of ±30V was provided for the difference from the reference voltage. A 0.3 grade BS wire was used as a wire electrode for processing, and a steel material with a thickness of 0.5 mm was processed. Distilled water with a specific resistance of 5×10 5 Ω was used as the processing fluid. The machining shape was a cross-shaped cutting die, and the machine of the present invention controlled the feed using fuzzy reasoning, and the machining speed was 140 mm2.
When machining was performed using the / image, extremely stable machining was achieved without any disconnection at the - times.

比較のために、従来のフィードバック制御による以外、
上記実施例と同一条件で加工したときには、全加工時間
中に平均−回の断線を起こすことか確認された。
For comparison, other than conventional feedback control,
When processed under the same conditions as in the above example, it was confirmed that an average number of wire breaks occurred during the entire processing time.

第6図は、放電間隙の状態検出を、加工の始めの状態と
加工の進行した途中の状態でそれぞれファジィ推論のあ
いまい量として入力し、ファジィ制御により放電間隙の
制飢を行なうことによって放電加工かスムーズに行なえ
るようにした実施例である。
Figure 6 shows that the detection of the state of the discharge gap is input as an ambiguous quantity for fuzzy inference at the beginning of machining and in the middle of machining, and the discharge gap is controlled by fuzzy control. This is an embodiment in which the process can be carried out smoothly.

第6図中、第1図と同符号は同一部分を示す。In FIG. 6, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts.

31.32は、放電加工に於ける加工タンクの側壁に、
放電間隙3から比較的離れた位置に配置し7た放電状態
の検出器、33.34は電極lに直接取り付けられる放
電状態の検出器である。
31.32 is applied to the side wall of the machining tank during electrical discharge machining,
A discharge state detector 7 is placed relatively far from the discharge gap 3, and 33, 34 is a discharge state detector directly attached to the electrode l.

これらの検出器としては、磁気感知コイル若しくはMR
素子を用いる。これは放電加工に於いては放電による磁
界発生状態が、通常の正常加工中と、間隙が狭まってア
ーク放電か発生するかそれに近づいたときとて変化する
こと、又、その変化か間隙の近くに配置した検出器33
.34によって刻々変化する間隙状態をμsのオーダー
で検出すると共に、間隙から離れている検出器31.3
2て加工の進行に従って緩やかに変化する状態をms単
位で検出し、これらの検出信号を比較演算回路6に入力
し、時々刻々高速度で変化する状態と、加工の進行に伴
って変化する状態のあいまいな量を演算出力するように
する。
These detectors include magnetic sensing coils or MR
using elements. This is due to the fact that in electrical discharge machining, the state of magnetic field generation due to electrical discharge changes during normal normal machining and when the gap narrows and an arc discharge occurs or approaches it. Detector 33 placed in
.. The detector 31.3 detects the constantly changing gap state on the order of μs by the detector 31.3 located away from the gap.
2. Detect states that change slowly as the machining progresses in ms units, and input these detection signals to the comparison calculation circuit 6 to detect states that change at high speed moment by moment and states that change as the machining progresses. Compute and output ambiguous quantities.

比較演算回路6には基準値を設定する端子A、B、C1
・・より加工の進行、即ち、加工深さや加工面積の変化
等に応じて予め定められた各々の最適基準値を予め入力
してあり、これと検出信号を比較演算処理する。
The comparison calculation circuit 6 has terminals A, B, and C1 for setting reference values.
. . . Various optimum reference values predetermined in accordance with the progress of machining, that is, changes in machining depth and machining area, etc., are input in advance, and the detection signals are compared and processed.

このようにして求められたあいまいな量をファジィ制御
部8に入力してファジィ推論を実行し、それに基づく操
作量をもったファジィ制御信号を発生する。
The ambiguous quantity obtained in this manner is input to the fuzzy control section 8 to perform fuzzy inference, and generate a fuzzy control signal having a manipulated variable based on the fuzzy inference.

0.2ms程度の演算間隔て処理して、放電間隙を制御
することにより、加工の始めから終わりまでアーク放電
を発生することなく、安定した放電加工を遂行すること
かできることを確認した。
It was confirmed that by controlling the discharge gap by processing at calculation intervals of about 0.2 ms, stable electric discharge machining could be performed without generating arc discharge from the beginning to the end of machining.

尚、前記の検出装置は、磁気感知コイル以外にも刻々変
化する間隙状態と、加工の進行に従って緩やかに変化す
る間隙状態とを検出するできるものであれば、如何なる
形式のものでも任意に利用することができる。
In addition to the magnetic sensing coil, the above-mentioned detection device may be of any type as long as it can detect the gap state that changes from moment to moment and the gap state that changes gradually as the machining progresses. be able to.

又、叙上の説明ではメンバシップ関数として三角型関数
を用いたが、これに限定されるものでなく、釣鐘型、指
数型などが適宜に利用できる。
Further, in the above explanation, a trigonometric function is used as the membership function, but the membership function is not limited to this, and bell-type, exponential-type, etc. can be used as appropriate.

又、ファジィルールは7個の集合に限らず、シューミレ
ージョンによって最良のルールを設定することができる
。又、推論結果の合成には和集合の重心をとる方法の他
に、加重平均法を利用してもよい。
Further, the fuzzy rules are not limited to a set of seven, and the best rules can be set by simulation. Furthermore, in addition to the method of taking the center of gravity of the union, a weighted average method may be used to synthesize the inference results.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明は放電間隙の制御をファジィ制御
するようにしたこと、即ち、放電間隙の大きさに対応す
る信号を検出し、その検出信号を基準値と比較して得た
偏差値Eと、その時間的変化率(速度)とをあいまいな
量とした入力し、これをメンバシップ関数を用いファジ
ィ推論し、合成して出力した操作量をもって加工送り装
置を制御し、放電間隙の制御を行なうようにし、更に、
推論間隔をms程度に設定することによって放電間隙の
設定値への収斂か急速に行なえ、従来のフィードバック
制御に比較してオーバーシュート、アンダーシュート、
ハンチングなどが少なく、高い信頼度で放電間隙を最適
制御することができる。
As described above, the present invention performs fuzzy control to control the discharge gap, that is, detects a signal corresponding to the size of the discharge gap, and compares the detected signal with a reference value to obtain a deviation value. E and its temporal rate of change (velocity) are input as ambiguous quantities, fuzzy inference is performed using membership functions, and the machining feed device is controlled using the synthesized and output manipulated variables to calculate the discharge gap. control, and furthermore,
By setting the inference interval to about ms, the discharge gap can rapidly converge to the set value, and compared to conventional feedback control, overshoot, undershoot, and
There is little hunting and the discharge gap can be optimally controlled with high reliability.

又、放電間隙に発生する加工屑、アーク等の外乱に対し
ても安定であって、変動か少なく間隙を一定に保つこと
かでき、従って、放電間隙内でパルス放電を繰返しなが
ら加工する放電加工、ワイヤカット放電加工とが、マイ
クロウェルディングによる溶着加工、レーサー加工等に
本発明を応用すれば、これらの加工か安定して行なえ、
高速度で能率のよい高精度精密加工かできる効果かある
In addition, it is stable against disturbances such as machining debris and arcs that occur in the discharge gap, and the gap can be kept constant with little fluctuation. Therefore, electric discharge machining, which processes while repeating pulsed discharge within the discharge gap, is stable. If the present invention is applied to wire-cut electrical discharge machining, welding by micro welding, racer machining, etc., these processes can be performed stably.
It has the effect of high-speed, efficient, high-precision precision machining.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る放電間隙制御装置を具えた放電
加工装置の構成図、第2図はメモリに設定したメンバシ
ップ関数の一例を示すグラフ、第3図はファジィ推論の
説明図、第4図は推論結果の合成出力の説明図、第5図
はメンバシップ関数を離散値で書き込んだ図表、第6図
は第1図に示した放電加工装置の変更例を示す構成図で
ある。 1・・・・・電極 2・・・・・被加工体 3・・・・・放電間隙 4・・・・・加工送り装置 5・・・・・検出器 6・・・・・比較演算回路 7・・・・・基準設定器 8・・・・・ファジィ制御部 9・・・・・信号増幅器 一一■ ○ +30 ios−
FIG. 1 is a block diagram of an electric discharge machining apparatus equipped with a discharge gap control device according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing an example of membership functions set in memory, and FIG. 3 is an explanatory diagram of fuzzy inference. Fig. 4 is an explanatory diagram of the combined output of the inference results, Fig. 5 is a diagram in which membership functions are written as discrete values, and Fig. 6 is a configuration diagram showing an example of modification of the electric discharge machining apparatus shown in Fig. 1. . 1... Electrode 2... Workpiece 3... Discharge gap 4... Machining feeder 5... Detector 6... Comparison calculation circuit 7...Reference setter 8...Fuzzy control unit 9...Signal amplifier 11■ ○ +30 ios-

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放電間隙(3)を介して被加工体(2)と電極(
1)を相対向せしめ、相対向する両者の少なくとも一方
に加工送り装置(4)を作動して加工送りを与えると共
に、両者間に放電を発生させる装置に設けられる放電間
隙の制御装置に於いて、 放電間隙の状態を検出する検出装置(5)、その検出装
置(5)の検出信号を設定基準値と比較して偏差Eとそ
の時間的変化率ΔEとを算出する比較演算回路(6)、
並びに、 上記偏差Eとその時間的変化率ΔE、並びに出力U変数
のために設定した所要量のファジィルール、メンバシッ
プ関数及び演算プログラム等を書き込んだ記憶装置(8
2)と、上記記憶装置のメンバシップ関数を用いて入力
EとΔEから最適出力Uを各々推論演算し各推論の結果
を合成して操作量を出力するファジィ推論を実行する中
央処理装置(81)と、上記中央処理装置(81)の出
力を上記放電間隙を制御する加工送り装置(4)に供給
するインターフェース(83、84)とから成るファジ
ィ制御回路部を具備した上記の放電間隙制御装置。
(1) The workpiece (2) and the electrode (
1) facing each other, actuating a machining feed device (4) to apply machining feed to at least one of the two facing each other, and generating a discharge between the two in a discharge gap control device. , a detection device (5) that detects the state of the discharge gap, and a comparison calculation circuit (6) that compares the detection signal of the detection device (5) with a set reference value to calculate the deviation E and its temporal change rate ΔE. ,
In addition, a storage device (8
2), a central processing unit (81 ) and an interface (83, 84) for supplying the output of the central processing unit (81) to the machining feed device (4) for controlling the discharge gap. .
(2)放電間隙の状態を検出する検出装置が、放電間隙
の刻々変化する間隙状態を検出する検出器と、 加工の進行に従って緩やかに変化する間隙状態を検出す
る検出器とから成る特許請求の範囲第1項に記載の放電
間隙制御装置。
(2) The detection device for detecting the state of the discharge gap comprises a detector that detects the constantly changing state of the discharge gap and a detector that detects the state of the gap that gradually changes as machining progresses. The discharge gap control device according to scope 1.
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